高層辦公樓課程設計教案 四年級教學用 華僑大學建筑學院2009.9高層辦公建筑消防設計要求一、 關于建筑消防（防火）設計的若干基礎知識1、為什么建筑物必須針對防火進行設計。2008全年共發(fā)生火災13.3萬起（指統(tǒng)計月，不含森林、草原、軍隊、礦井地下部分火災，下同），死亡1385人，受傷684人，直接財產(chǎn)損失15億元典型：吉林中百2004年2004年2月15日9時許，吉林市中百商廈偉業(yè)電器行雇員于紅新不慎將吸剩的煙頭掉落在倉庫地上，在并未確認煙頭是否被踩滅的情況下離開了倉庫。煙頭引燃倉庫內(nèi)的可燃物后，引發(fā)火災，造成54人死亡、70人受傷、直接經(jīng)濟損失400余萬元的嚴重后果發(fā)生火災的中百商廈全稱為中百商廈長春路批發(fā)市場，位于吉林市長春路53號，坐北朝南正向建設，面向長春路。該建筑1993年3月興建，1995年1月竣工投入使用；總面積 4328平方米 ；框架結(jié)構(gòu)，耐火等級為二級；設有兩部疏散樓梯，每個樓梯凈寬為 3.3米 ，總疏散寬度為 6.6米 ；一層設有安全出口3個，直通室外。樓內(nèi)安裝墻壁消火栓8個，一至三層有火災自動報警器，配備有疏散指示標志7個（現(xiàn)場殘存）和應急照明5個（現(xiàn)場殘存）、干粉滅火器各部位共配備36個（另在后院鐵籠內(nèi)外存有23個報廢的）、10樘防火卷簾及1個 90立方米 的消防水池等消防設施設備，并制定有消防安全應急預案。商廈的第一層和第二層是商場，第三層是洗浴中心，第四層是臺球廳，第五層是歌舞廳。起火地點在商場二層。9時許著火直到11時28分，消防隊才第一次接到過路群眾報警,從11時32分首批5臺車到達現(xiàn)場展開救援開始，到11時50分左右，相繼共有60臺消防車、2臺曲臂舉高車、吉化消防隊1臺直臂云梯車、320名消防指戰(zhàn)員到達現(xiàn)場。與此同時，有500多名公安干警、100多名醫(yī)護人員和24 輛救護車，參加了救援行動。據(jù)公安部門調(diào)查，在54名死者中，至少有40人是中毒窒息死亡。另外，商廈周邊環(huán)境影響了現(xiàn)場施救。商廈的消防通道也不通暢。在中百商廈裝有報警器，但沒有中央控制室，報警器形同虛設。另外，商廈一樓原本有一個正門，兩個偏門，其中一個偏門直接通往樓頂?shù)臉翘?，但這個偏門外面被兩家門市占用后擋死了。該商廈東西兩側(cè)均是建筑工地，后側(cè)道路狹窄，消防車和登高車無法靠近，滅火救援行動受限。商場建筑和窗戶柵欄阻礙了一些人的逃生。中百商廈的正面二層以上是玻璃墻，而且屏幕與窗戶間距大，起火后停電，樓內(nèi)一片漆黑。而一樓、二樓一共有34個窗戶，其中有30個裝著鐵柵欄，給跳樓逃生造成困難。一些人被迫往三樓四樓跑。一些人慌亂中從樓上跳下來，其中有4人摔到工地上的硬物上摔死該嚴重火災案例的分析 五層均為人員密集場所，存在火災逃生及時疏散的隱患 周邊環(huán)境影響消防車到達及現(xiàn)場撲救 疏散通道不順暢 玻璃幕墻與樓板間形成引火通道 起火后停電，影響人員疏散 無消防控制室 火災的經(jīng)驗教訓告訴我們，如果在建筑設計中，對防火設計缺乏考慮或考慮不周密，或者有考慮但沒有認真執(zhí)行，一旦發(fā)生火災，會造成嚴重的傷亡事故和經(jīng)濟損失。為了保障公民生命財產(chǎn)安全，本著“預防為主，防消結(jié)合”的消防工作方針，針對建筑發(fā)生火災的特點，各種類型建筑均應進行防火設計，設計措施立足自防自救，從積極的方面預防火災的發(fā)生及其蔓延。2、什么是防火規(guī)范。防火規(guī)范是由國家相關主管部分組織編制并頒布的具有法律效力的文件，用以指導設計、建設單位、消防監(jiān)督各部門的行為規(guī)范和配合。3、建筑設計防火規(guī)范有哪些？建筑師應該熟練掌握以下規(guī)范：l 建筑設計防火規(guī)范 GB 50016-2006用于多層民用建筑l 高層民用建筑設計防火規(guī)范 GB 50045-95 (2001年版)l 汽車庫、修車庫、停車場設計防火規(guī)范 GB 50067-97l 人民防空工程設計防火規(guī)范 GB 50098-98(2001 年版)二、 高層民用建筑設計防火的基礎知識1、 高層建筑物火災的特點(摘高層民用建筑設計防火規(guī)范條文解釋)1) 火勢蔓延快高層建筑的樓梯間、電梯井、管道井、風道、電纜井、排氣道等豎向井道，如果防火分隔或防火處理不好，發(fā)生火災時好像一座座高聳的煙囪，成為火勢迅速蔓延的途徑。尤其是高級旅館、綜合樓以及重要的圖書樓、檔案樓、辦公樓、科研樓等高層建筑，一般室內(nèi)可燃物較多，一旦起火，燃燒猛烈，容易蔓延。據(jù)測定，在火災初起階段，因空氣對流，在水平方向造成的煙氣擴散速度為0.3m/s，在火災燃燒猛烈階段，由于高溫狀態(tài)下的熱對流而造成的水平方向煙氣擴散速度為0.53m/s；煙氣沿樓梯間或其它豎向管井擴散速度為34m/s。如一座高度為100m的高層建筑，在無阻擋的情況下，半分鐘左右，煙氣就能順豎向管井擴散到頂層。助長火勢蔓延的因素較多，其中風對高層建筑火災就有較大的影響。因為風速是隨著建筑物的高度增加而相應加大的。據(jù)測定，在建筑物10m高的風速為5m/s時，在30m高處的風速為8.7m/s，在60m高處的風速為12.3m/s，在90m高處的風速為15.0m/s。由于風速增大，勢必會加速火勢的蔓延擴大。2) 疏散困難高層建筑的特點：一是層數(shù)多，垂直距離長，疏散到地面或其它安全場所的時間也會長些；二是人員集中；三是發(fā)生火災時由于各種豎井拔氣力大，火勢和煙霧向上蔓延快，增加了疏散的困難。有些城市從國外購置了為數(shù)很有限的登高消防車，而大多數(shù)建有高層建筑的城市尚無登高消防車；即使有，高度也不高，不能滿足高層建筑安全疏散和撲救的需要。普通電梯在火災時由于切斷電源等原因往往停止運轉(zhuǎn)，因此，多數(shù)高層建筑安全疏散主要是靠樓梯，而樓梯間內(nèi)一旦竄入煙氣，就會嚴重影響疏散。這些，都是高層建筑的不利條件。3) 撲救難度大高層建筑高達幾十米，甚至超過二三百米，發(fā)生火災時從室 外進行撲救相當困難，一般要立足于自救，即主要靠室內(nèi)消防設施。但由于目前我國經(jīng)濟技術條件所限，高層建筑內(nèi)部的消防設施還不可能很完善，尤其是二類高層建筑仍以消火栓系統(tǒng)撲救為主，因此，撲救高層建筑火災往往遇到較大困難。例如：熱輻射強，煙霧濃，火勢向上蔓延的速度快和途徑多，消防人員難以堵截火勢蔓延；撲救高層建筑火災缺乏實戰(zhàn)經(jīng)驗，指揮水平不高；高層建筑的消防用水量是根據(jù)我國目前的技術經(jīng)濟水平按一般的火災規(guī)?？紤]的，當形成大面積火災時，其消防用水量顯然不足，需要利用消防車向高樓供水，建筑物內(nèi)如果沒有安裝消防電梯，消防隊員因攀登高樓體力不夠，不能及時到達起火層進行撲救，消防器材也不能隨時補充，均會影響撲救。4) 火險隱患多一些高層綜合性的建筑，功能復雜，可燃物多，消防安全管理不嚴，火險隱患多。如有的建筑設有商業(yè)營業(yè)廳，可燃物倉庫，人員密集的禮堂、餐廳等；有的辦公建筑，出租給十幾家或幾十家單位使用，安全管理不統(tǒng)一，潛在火險隱患多，一旦起火，容易造成大面積火災?；馂膶嵗C明，這類建筑發(fā)生火災 火勢蔓延更快，撲救疏散更為困難，容易造成更大的損失。2、 高層民用建筑設計防火規(guī)范的適用范圍本規(guī)范適用于下列新建、擴建和改建的高層建筑及其裙房：（摘自高層民用建筑設計防火規(guī)范） 1.0.3.1 十層及十層以上的居住建筑(包括首層設置商業(yè)服務網(wǎng)點的住宅)； 1.0.3.2 建筑高度超過24m的公共建筑。 1.0.4 本規(guī)范不適用于單層主體建筑高度超過24m的體育館、會堂、劇院等公共建筑以及高層建筑中的人民防空地下室。 1.0.5 當高層建筑的建筑高度超過250m時，建筑設計采取的特殊的防火措施，應提交國家消防 主管部門組織專題研究、論證。防火分類分級的原因1.登高消防器材。我國目前不少城市尚無登高消防車，只有部分 城市配備了登高消防車。從火災撲救實踐來看，登高消防車撲救24m左右高度以下的建筑火災最為有效，再高一些的建筑就不能滿足需要了。2.消防車供水能力。目前一些大城市的消防裝備雖然有所改善，從國外購進了登高消防車，但為數(shù)有限，2008年5月杭州引進101米曲臂登高消防車，2008年7月，北京從芬蘭引進了一臺價值2000萬元的90米登高平臺消防車。而大多數(shù)城市消防裝備特別是撲救高層建筑的消防裝備沒有多大改善。大多數(shù)的通用消防車在最不利情況下直接吸水撲救火災的最大高度約為24m左右。目前，世界上能夠制造消防云梯車的廠家約有百家。普通的消防云梯車有效高度為30-50米，再高的可達60-70米。目前世界最高的消防云梯車是芬蘭博浪濤消防工廠制造的，取名為擎天搶險消防平臺云梯車，最高有效高度為101米，曲臂式結(jié)構(gòu)，適用于69-101米高度建筑物火災救火和救生，代表最高水平現(xiàn)代消防技術和消防能力極限。3.住宅建筑定為十層及十層以上的原因，除了考慮上述因素以外，還考慮它占的數(shù)量，約占全部高層建筑的40%50%，不論是塔式或板式高層住宅，每個單元間防火分區(qū)面積均不大，并有較好的防火分離，火災發(fā)生時蔓延擴大受到一定限制，危害性較少，故做了區(qū)別對待3、 高層建筑的防火分類高層建筑應根據(jù)其使用性質(zhì)、火災危險性、疏散和補救難度等進行分類。建 筑 分 類 表3.0.1 名稱一類二類居住建筑高級住宅十九層及十九層以上的普通住宅十層至十八層的普通住宅 公共建筑1.醫(yī)院2.高級旅館3.建筑高度超過50m或每層建筑面積超過1000m2的商業(yè)樓、展覽樓、綜合樓、電信樓、財貿(mào)金融樓4.建筑高度超過50m或每層建筑面積超過1500m2的商住樓5.中央級和省級(含計劃單列市)廣播電視樓1.除一類建筑以外商業(yè)樓、展覽樓、綜合樓、電信樓、財貿(mào)金融樓、商住樓、圖書館、書庫2.省級以下的郵政樓、防災指揮調(diào)度樓、廣播電視樓、電力調(diào)度樓公共建筑6.網(wǎng)局級和省級(含計劃單列市)電力調(diào)度樓7.省級(含計劃單列市)郵政樓、防災指揮調(diào)度樓8.藏書超過100萬冊的圖書館、書庫9.重要的辦公樓、科研樓、檔案樓10.建筑高度超過50m的教學樓和普通的旅館、辦公樓、科研樓、檔案樓等3.建筑高度不超過50m的教學樓和普通的旅館、辦公樓、科研樓、檔案樓等三、 部分專業(yè)名詞（術語）解釋1、 高層建筑裙樓：skirt building與高層建筑相連的建筑高度不超過24m的附屬建筑。2、 建筑高度 building altitude建筑物室外地面到其檐口或屋面面層的高度，屋頂上的水箱間、電梯機房、排煙機房和樓梯出口小間等不計入建筑高度。3、 安全出口：safety exit滿足人員疏散要求的疏散樓梯或者直通室外地平面 的門。4、 消防控制室：依照防火要求，建筑物內(nèi)的火災自動報警、自動滅火、防排煙，防火門、防火卷簾、火災事故廣播、消防通訊等消防設備組成了一個完整的消防控制系統(tǒng)，而消防控制室是這個系統(tǒng)的監(jiān)測、控制中心，用于接收、顯示、處理火災報警信號，控制相關消防設施，一旦出現(xiàn)火情，它將成為緊急信息匯集、顯示、處理的中心，及時準確地反饋火情的發(fā)展過程，控制各種相關設備達到疏導和保護人員、控制和撲滅火災的目的。消防控制室必須晝夜24小時設專人值班5、 建筑物的耐火等級 為了保證建筑物的安全，必須采取必要的防火措施，使之具有一定的耐火性，即使發(fā)生了火災也不至于造成太大的損失，通常用耐火等級來表示建筑物所具有的耐火性。一座建筑物的耐火等級不是由一兩個構(gòu)件的耐火性決定的，是由組成建筑物的所有構(gòu)件的耐火性決定的，即是由組成建筑物的墻、柱、梁、樓板等主要構(gòu)件的燃燒性能和耐火極限決定的。根據(jù)我國國情，并參照其他國家的標準，高層民用建筑設計防火規(guī)范把高層民用建筑耐火等級分為一、二級；建筑設計防火規(guī)范分為一、二、三、四級，一級最高，四級最低。 確定建筑物耐火等級的目的，主要是使不同用途的建筑物具有與之相適應的耐火性能，從而實現(xiàn)安全與經(jīng)濟的統(tǒng)一。確定建筑物的耐火等級主要考慮以下幾個方面的因素：1建筑物的重要性。2建筑物的火災危險性。3建筑物的高度。4建筑物的火災荷載。四、 和高層總平面設計有關的消防設計要點 在進行總平面設計時，應根據(jù)城市規(guī)劃，合理確定高層建筑的位置、防火間距、消防車道和消防水源等。1、 防火間距1)一般規(guī)定:高層建筑之間及高層建筑與其它民用建筑之間的防火間距，不應小于表 4.2.1的規(guī)定。建筑類別高層建筑裙房其它民用建筑耐火等級一、二級三級四級高層建筑13991114裙房96679高層建筑之間及高層建筑與其它民用建筑之間的防火間距(m) 表4.2.1 2)特殊規(guī)定4.2.2 兩座高層建筑相鄰較高一面外墻為防火墻或比相鄰較低一座建筑屋面高15m及以下范圍內(nèi)的墻為不開設門、窗洞口的防火墻時，其防火間距可不限。4.2.3 相鄰的兩座高層建筑，較低一座的屋頂不設天窗、屋頂承重構(gòu)件的耐火極限不低于1.00h，且相鄰較低一面外墻為防火墻時，其防火間距可適當減少，但不宜小于4.00m。4.2.4 相鄰的兩座高層建筑，當相鄰較高一面外墻耐火極限不低于2.00h，墻上開口部位設有甲級防火門、窗或防火卷簾時，其防火間距可適當減小，但不宜小于4.00m。2、 高層建筑底邊消防設計要求（消防撲救面） 高層建筑的底邊至少有一個長邊或周邊長度的1/4且不小于一個長邊長度，不應布置高度大于5.00m、進深大于4.00m的裙房，且在此范圍內(nèi)必須設有直通室外的樓梯或直通樓梯間的出口。3、 消防車道設計要求3.1高層建筑的周圍，應設環(huán)形消防車道。當設環(huán)形車道有困難時，可沿高層建筑的兩個長邊設置消防車道。當高層建筑的沿街長度超過150m或總長度超過220m時，應在適中位置設置穿過高層建筑的消防車道。3.2高層建筑的內(nèi)院或天井，當其短邊長度超過24m時，宜設有進入內(nèi)院或天井的消防車道3.3消防車道的寬度不應小于4.00m。消防車道距高層建筑外墻宜大于5.00m，消防車道上空4.00m以下范圍內(nèi)不應有障礙物五、 和高層單體設計有關的消防設計要點1、 防火分區(qū)高層建筑內(nèi)應采用防火墻等劃分防火分區(qū)，每個防火分區(qū)允許最大建筑面積，不應超過表 5.1.1的規(guī)定。有自動滅火系統(tǒng)的防火分區(qū)，其允許最大建筑面積可按本表增加1.00倍每個防火分區(qū)的允許最大建筑面積 表5.1.1 建筑類別每個防火分區(qū)建筑面積(m2)一類建筑1000二類建筑1500地下室500防火分區(qū)的作用在于火災發(fā)生時，可將火勢控制在一定的范圍內(nèi)，以有利于消防撲救，減少火災損失。比較可靠的防火分區(qū)包括水平防火分區(qū)和垂直防火分區(qū)兩部分。水平防火分區(qū)，就是用防火墻或防火門、防火卷簾等將各樓層在水平方向分隔為兩個或幾個防火分區(qū)；垂直防火分區(qū)，就是將具有1.5h或1h耐火極限的樓板和窗間墻將上下成隔開，兩上、下窗之間的距離不小于1.2m。 因此，在高層建筑設計中，高層建筑內(nèi)應采用防火墻等劃分防火分區(qū)，每個防火分區(qū)允許最大建筑面積2、 防火墻建筑構(gòu)件的燃燒性能和耐火極限 表3.0.2 燃燒性能和耐火極限(h)構(gòu)件名稱 耐火等級一級二級墻防火墻不燃燒體3.00不燃燒體3.00承重墻、樓梯間、電梯井和住宅單元之間的墻不燃燒體2.00不燃燒體2.00非承重外墻、疏散走道兩側(cè)的隔墻不燃燒體1.00不燃燒體1.00房間隔墻不燃燒體0.75不燃燒體0.50柱不燃燒體3.00不燃燒體2.50梁不燃燒體2.00不燃燒體1.50樓板、疏散樓梯、屋頂承重構(gòu)件不燃燒體1.50不燃燒體1.00吊頂不燃燒體0.25難燃燒體0.253、 防火門窗、卷簾l 防火門、防火窗應劃分為甲、乙、丙三級，其耐火極限：甲級應為1.20h；乙級應為0.90h；丙級應為0.60h。分為常開防火門和有安全防范要求的常閉防火門1、 木質(zhì)防火門：木質(zhì)防火門是指用木材或木材制品作門框，門扇骨架、門扇面板、耐火極限達到GBJ45第4.4.1條規(guī)定的門。2、 鋼質(zhì)防火門：鋼質(zhì)防火門是指用冷軋薄鋼板作門框、門板、骨架、在門扇內(nèi)部填充不燃材料，并配以五金件所組成的能滿足耐火穩(wěn)定性，完整性和隔熱性要求的門。l 防火門應為向疏散方向開啟的平開門，并在關閉后應能從任何一側(cè)手動開啟。l 在設置防火墻確有困難的場所，可采用防火卷簾作防火分區(qū)分隔。當采用包括背火面溫升作耐火極限判定條件的防火卷簾時，其耐火極限不低于3.00h；當采用不包括背火面溫升作耐火極限判定條件的防火卷簾時，其卷簾兩側(cè)應設獨立的閉式自動噴水系統(tǒng)保護，系統(tǒng)噴水延續(xù)時間不應小于3.00h。4、 中庭防火設計5、 安全疏散l 高層建筑的安全出口應分散布置，兩個安全出口之間的距離不應小于5.00m。安全疏散距離應符合表 6.1.5的規(guī)定。l 高層公共建筑的大空間設計，必須符合雙向疏散或袋形走道的規(guī)定l 高層建筑的公共疏散門均應向疏散方向開啟，且不應采用側(cè)拉門、吊門和轉(zhuǎn)門。自動啟閉的門應有手動開啟裝置。位于兩個安全出口之間的房間，當面積不超過60m2時，可設置一個門，門的凈寬不應小于0.90m。位于走道盡端的房間，當面積不超過75m2時，可設置一個門，門的凈寬不應小于1.40m。6、 封閉樓梯間和防煙樓梯間 6.2.1 一類建筑和除單元式和通廊式住宅外的建筑高度超過32m的二類建筑以及塔式住宅，均應設防煙樓梯間。防煙樓梯間的設置應符合下列規(guī)定：6.2.1.1 樓梯間入口處應設前室、陽臺或凹廊。6.2.1.2 前室的面積，公共建筑不應小于6.00m2，居住建筑不應小于4.50m2。6.2.1.3 前室和樓梯間的門均應為乙級防火門，并應向疏散方向開啟。 6.2.2 裙房和除單元式和通廊式住宅外的建筑高度不超過32m的二類建筑應設封閉樓梯間。封閉樓梯間的設置應符合下列規(guī)定：6.2.2.1 樓梯間應靠外墻，并應直接天然采光和自然通風，當不能直接天然采光和自然通風時，應按防煙樓梯間規(guī)定設置。 6.2.2.2 樓梯間應設乙級防火門，并應向疏散方向開啟。6.2.2.3 樓梯間的首層緊接主要出口時，可將走道和門廳等包括在樓梯間內(nèi)，形成擴大的封閉樓梯間，但應采用乙級防火門等防火措施與其它走道和房間隔開。 6.2.5 樓梯間及防煙樓梯間前室應符合下列規(guī)定：6.2.5.1 樓梯間及防煙樓梯間前室的內(nèi)墻上，除開設通向公共走道的疏散門和本規(guī)范第 6.1.3條規(guī)定的戶門外，不應開設其它門、窗、洞口7、 消防電梯1) 設置原因：普通電梯的平面布置，一般都敞開在走道或電梯廳?；馂臅r因電源切斷而停止使用。因此，普通電梯無法供消防隊員撲救火災。若消防隊員攀登樓梯撲救火災，相當消耗體力和時間，無法完成消防撲救任務，高層建筑應設消防電梯。2) 消防電梯描述：在首層電梯門口的適當位置設有供消防隊員專用的操作按鈕。操作按鈕一般用玻璃片保護，并在適當位置設有紅色的“消防專用”等字樣。專用操縱按鈕是消防電梯特有的裝置。它設在首層靠近電梯轎廂門的開鎖裝置內(nèi)?；馂臅r，消防隊員使用此鈕的同時，常用的控制按鈕失去效用。專用操縱按鈕使電梯